OTN基本原理详解

可扩展的容量很大，最适合组骨干的MESH网络； 从未来的理想情况，传送网络应该是全OTN的网络；OTN可以看作是
传送网向全光网演化过程中的一个过渡应用
1.1 OTN网络的定位和演进
PDHSDH 只有地区性标准，无世界性标准 很难从高速信号中识别和提取支路信号（异步复用） OAM开销少 SDHOTN 太多地兼顾了接入层和汇聚层技术，不太适用于传送层
1.1 OTN网络的定位和演进
OTN的技术特性：
完善的性能监视、提供多级嵌套重叠的TCM连接监视； 带外FEC、大容量、粗颗粒的调度；适合骨干网络的应用； SDH/SONET, ETHERNET, ATM, IP, MPLS , GFP 业务都可以透明传输
在光层对信号进行处理，例如光信号复用/去复用、光波长交换
1 …… 7 8……14 151617 1 2 3 4
OPUk OH
……
3824
3825 … 4080
OPUk Payload
OPUk - Optical Channel Payload Unit
ODUk 帧 3.OTN帧结构
– 电层处理时用到
– 对OTUk做电再生处理 – 电层交叉调度
– OPUk加上一些维护管理开销组成ODUk
OCI: Open Connection Indication PMI: Payload Missing Indication TTI: Trail Trace Identifier
2.2 OTM:光传送模块
全功能OTM和简化OTM区别 简化信号结构中不需OSC/OOS（光传送模块开销信号） 未定义OPS（光物理段）开销，直接在接口位置使用 OTUk[V] SMOH进行监控和管理。 OTUk、OTUkV和OTUkv的区别 OTUk帧结构，包括OTUk FEC，已完全标准化 OTUkV帧结构，包括OTUk FEC，二者仅功能标准化 （仅指定了必须的功能） OTUkv，将完全标准化的OTUk帧结构与部分标准化的 OTUkV FEC结合。
OH
ODUk
OTUk OCC OCC OCC
FEC
OCh Transport Unit (OTUk)
Non-associated overhead
OH
Optical Channel (OCh)
Optical Channel Carrier (OCC) OPS0 Optical Multiplex Section Optical Transmission Section
1 …… 7 8……14 151617 1 2 3 4
OPUk OH
……
3824
3825 … 4080
ODUk OH
OPUk Payload
ODUk - Optical Channel Data Unit
OTUk 帧 3.OTN 帧结构
– 让ODUk帧能在光纤中传输 – 开销用于外部传输
ODUk - Optical Channel Data Unit
4080
14 15 16 17
OTN 帧结构 3.OTN帧结构
1 7 8
OTUk bit rate: 255/(239-k) * "STM-N"
OPUk 帧 3.OTN帧结构
– 为实现将业务装入OTUk帧而设计 – 各种业务装入净荷部分 – 开销和业务映射有关
3824 3825
OTUk OH
1 2
OPUk OH
3
4
ODUk OH
Client Signal mapped in OPU k Payload OPUk Payload
OTUk FEC
与SDH不同，不同速率(k＝1、2、3)情况下， 帧的大小保持不变，但每一帧传送所需的时间(帧频)不同。
4080
14 15 16 17
1.3 OTN相关标准
G.709 G.709定义了 Optical Transport Module of order n (OTMn)的以下需求:


光传送体系Optical Transport Hierarchy (OTH) 支撑多波长传输网络的开销定义 帧结构 比特速率 各种映射方式
1.3 OTN相关标准
OTN的相关标准 框架 G.871 体系架构 G.872 结构和映射 G.709 设备功能特征 G.798 性能 G.8201,G.8251 物理层 G.664,G.693,G.959.1 设备管理特性 G.874,G.874.1,G.875,G.7710 保护 G.873.1
OTM-n.m Full functionality
OTM-0.m Reduced OTM-nr.m functionality
substructure
简化OTM
ODUk
2.OTN网络层次结构
光学信道（Och）子层 光学信道又可分成三种结构。光学信道净荷单元是映射来的客户 信号及相应的开销；光学数据单元用于净荷单元的通道层连接；光学 2.OTN 网络层次结构 传输单元用于段层连接的错误纠正。 光学复用段层（OMS） OMS网络层包含OMS净荷以及非相关的OMS开销（OMS-OH）。 OMS净荷由复用的OCh组成。OMS-OH的内容通过一个独立的光学辅 助信道传输。OMS支持光学复用段层连接和连接监控。OMS的一个例 子是上光复用器（MUX）和光去复用器（DeMUX）间的段。利用 OMS，服务供应商可以隔离和排除OTN中发生在某个DWDM网络段 的故障，同时可对通过多个服务供应商网络的波长组进行监控和管理。 光学传输段层（OTS） OTS网络层包含OTS净荷和OTS开销。OTS净荷由n个光学复用段 组成。OTS-OH由为光学传输段提供支持的维护和运营功能信息组成。 OTS-OH通过一个光学辅助信道传输。OTS的一个例子是一条光学链 路上两个放大器间的网络段。OTS层允许服务供应商管理和监控网络 单元（如光学分插复用器、放大器或光交换）间的物理光纤段。故障 可以在物理光纤一级隔离。同时可以向网络运营商报告诸如激光信号 功率水平、色散和信号损失等属性，以方便故障隔离。
OH OH
OOS OSC OSC
OTM Overhead Signal
OTM-nr.m：n波分，无OSC
Optical Supervisory Channel OTM-0.m Optical Physical Section
OTM-n.m：n波分，OSC
2.2 OTM:光传送模块
FDI-O
OOS功能符合标准要求 OOS速率和格式无标准要求
1
7 8
2.2 OTM:光传送模块
2.2 OTM:光传送模块
OTM-n.m的结构
2.2 OTM:光传送模块
OTM-0.m的结构
Client
Associated overhead
Wrapper
wenku.baidu.com
OH 2.3 OTN结构关联关系 OH
Client OPUk
OCh Payload Unit (OPUk) OCh Data Unit (ODUk)
OTM-0.m
OMSn OTSn OCADM
3R
OCh, OTUk OMSn OTSn OTSn R LT
3R
OSn
DXC 3R
Client
OTM-n.m
LT
R
STM-N
DXC
Client
ODXC
LT： Line Terminal w/ optical channel multiplexing OCADM： Optical Channel Add/Drop Multiplexer 光通道分插复用器 ODXC： ODU Cross-Connect 3R： O/E/O w/ Reamplification, Reshaping & Retiming and monitoring R： Repeater
1.1 OTN网络的定位和演进
1.1 OTN网络的定位和演进
1.2 OTN、WDM、SDH的关系
光传送单元OTU作为光通道OCh的客户层才是完整的OTN，
因为不仅仅是净荷映射复用，还有完善的管理和维护。 基于SDH的WDM不能提供与数字客户层信号无关的对光 通道完善的管理和维护。
1.1 OTN网络的定位和演进

光信道净荷单元（OPUk）：实现客户信号映射进一个固定的帧结构（数字 包封）的功能，包括但不限于STM-N，IP分组，ATM信元，以太网帧。 2.1 G.709定义的OTUk帧结构 光信道数据单元（ODUk）：提供与信号无关的连通性，连接保护和监控等 功能，这一层也叫数据通道层。 光信道传送单元（OTUk[V]）：提供FEC，光段层保护和监控功能，这一层 也叫数字段层。
Client Signal mapped in OPU k Payload OPUk Payload
OTUk FEC
Client Signal OPUk - Optical Channel Payload Unit
k indicates the order: 1 2.5G OTUk - Optical Channel Transport Unit 2 10G 3 40G Alignment
目录：
1. OTN概述 2. OTN网络层次结构 3. OTN帧结构 4. OTN的映射和复用 5. OTN的保护
1.OTN概述
Optical Transport Network(OTN) 光传送网 OTN的产生背景 SDH/SONET已经非常成熟，但其在传送层方面存在不 足。 互联网、电子商务、移动技术发展迅速，为了满足数据 带宽爆炸性的增长需求； 适合连续性业务，不适合突发业务 通过波分功能满足每光纤Tb/s传送带宽需求；
2.OTN网络层次结构
1. OTN概述 2. OTN网络层次结构 3. OTN帧结构 4. OTN的映射和复用 5. OTN的保护
2.OTN网络层次结构
全功能OTM和
Clients (e.g. STM-N, ATM, IP, Ethernet) OPUk ODUkP
OCh

无法实现突发数据流量有效使用带宽
1.1 OTN网络的定位和演进
传送网将朝着更加扁平化和智能化的方向进行演进 从协议层次上来看，光网络的主要发展方向是简化IP到
WDM的适配过程，主要思想就是结合MPLS为IP提供流量 工程和QoS保证，将SDH/SONET的一些帧功能在光传输层 中进行实现
3.OTN帧结构
1. OTN概述 2. OTN网络层次结构 3. OTN帧结构 4. OTN的映射和复用 5. OTN的保护
3824
3825
ODUk bit rate: 239/(239-k) * "STM-N"
OPUk OH
1 Alignm 2 3 4
OTUk OH
ODUk
2.2 OTM:光传送模块
2.4 例子
OCh, OTUk
以下是OTSn, OMSn, OCh, OTUk, ODUk, OPS0分段管理的例子
通过OTM-0.m、OTM-n.m和STM-N 线路传送客户信号
STM-N ODUk OCh, OTUk OMSn OTSn OTSn
3R
OPS0
Non-Associated overhead
n
TTI BDI-O BDI-P OTSn OMSn PMI
FDI-P
2
1
3
BDI-O BDI-P PMI
FDI-O FDI-P
Vendor Specific
OCh
OCI
General Management Communications
BDI: Backward Defect Indication FDI-O: Forward Defect Indication - Overhead FDI-P: Forward Defect Indication - Payload
r:简化 n:波长 m:速率指示
OTUkV
ODUkT OTUk OTUkV OTUk
OCh OMSn
OChr
OPSn OTSn
used between (and within) OTN transparent subnetworks used within OTN transparent subnetworks; implementations are very much technology dependent